冰箱压缩机振动噪声特性的理论与试验研究

发布时间：2020-07-11 11:28

【摘要】： 压缩机是冰箱随着时代发展和人民生活水平的提高,对冰箱等家用电器的噪声限制要求越来越高。压缩机是冰箱的的重要组成设备和主要噪声源,降低冰箱噪声对改善人们工作、生活环境具有很重要的意义。曲轴-连杆-活塞运动系统的往复运动产生的不平衡力及力矩是产生压缩机振动和机械噪声的重要原因之一。之前有关往复式压缩机壳体振动辐射噪声问题的研究,主要集中于不同壳体参数、泵体连接方式及润滑油的存在对壳体固有频率的影响或采用压缩机动力学理论计算优化曲轴-连杆-活塞系统结构参数,以降低机械激励。有限元等数值模拟方法在压缩机振动响应和壳体辐射噪声预测中的应用尚不多见,仅采用过有限元方法分析双转子压缩机壳体在机械激励下的振动响应,而有关往复式压缩机的壳体振动响应及噪声辐射的数值模拟未见诸报道。本文结合恩布拉科压缩机制造公司的“冰箱压缩机振动噪声特性研究”课题,在理论分析和总结前人研究经验的基础上,以某型冰箱往复式压缩机为平台,采用仿真分析与试验研究相结合的方法,开展针对冰箱往复式压缩机振动与噪声预测的仿真分析与试验研究。首先,在分析冰箱往复式压缩机的噪声源识别和传递路径的基础上,针对正常压缩机及去除气动元件的压缩机分别进行了振动噪声测试,对比两种情形下的振动、噪声频谱及声功率测试结果,分析确定了在稳定制冷工况时存在的两个较大噪声峰值的主要来源。其次,利用声学软件对吸气消声器内腔作流体有限元分析,得到了R600a工质的声能传递损失;利用声模态方法研究了消声低谷产生的原因;比较了R134a、R600a两种工质的传递损失。再次,对曲轴-连杆-活塞机构运动不平衡引起的压缩机振动进行了有限元结构谐响应分析,得到压缩机泵体、壳体表面振速分布;研究了气体力导致的倾覆力矩对压缩机泵体振动的影响;将激励力振动响应的分析结果导入边界元软件进行声辐射仿真。最后,设计试验测量压缩机拆除气动元件后的泵体、壳体振动与声功率,将测量的振速、声功率数据与振动、声辐射仿真结果进行比较,验证了曲轴-连杆-活塞机构是压缩机低频振动的主要激励来源,曲轴-连杆-活塞机构不平衡力和力矩振动响应分析值的精度可以满足工程开发的要求。声辐射仿真结果为预测机械噪声大小及来源提供一定的参考依据。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH45;TB535
【图文】：

总控制,前面板,半消声室,压缩机

确定压缩机的主要噪声源。辐射噪声测试试验标准《GB4214-家用电器噪声测定标准》，采用半消声的声功率。压缩机测试的国家标准要求：吸气温度0T( )=50 ±0.5kT ℃；吸气压力( )0.720.010p =±bar，)1bar。半消声室主要技术参数如下：表 2-1 半消声室主要技术参数Table 2-1 Parameters of semi-anechoic chamber尺寸：长×宽×高（m） 8.4 x 6.2 x 4.8背景噪声 (dB(A)) 15.6缩机运转台机运转台由总控制柜，电流控制盒，压缩机，真空泵等柜

示意图,压缩机,示意图,排气管

在温度传感器外面缠绕保温材料。当吸气管温度机稳定后吸气管温度应控制在（30±1）℃。用于控制排气管加热。排气管一端与控制柜后面并同样采用隔温带包裹，另一端通过接头连到引出导线连在排气加热管上，用于加热排气管。保证排气加热开关始终关闭，否则可能造成排气导线与热电偶相连，用胶带（一般可耐 80℃高气管侧的下部，压缩机机身约 1/4 高度处，用于经传递后反映在总控制柜前仪表面板上。气管口，排气管口，工艺管口，如图 2-2 所示。管口较细。其中，工艺管口压力与吸气管口压力注入制冷剂，相当于备用接口。

传声器,半球面,声功率,通道号

图 2-3 BBM-32 通道采集仪Fig.2-3 BBM-32channels signal acquisition system量台架4-家用电器噪声测定标准》，将 10 只传声器固接传输导线至采集仪，并标定通道号码。压缩体位置如图 2-4、图 2-5 及表 2-2 所示。

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